TCXDVN 342: 2005
TCXDVN TIÊU CHUẨN XÂY DỰNG VIỆT NAM
TCXDVN 342: 2005
(ISO 834-1)
THỬ NGHIỆM CHỊU LỬA - CÁC BỘ PHẬN KẾT CẤU CỦA
TOÀ NHÀ - PHẦN 1: YÊU CẦU CHUNG
Fire-resistance tests - Elements of building construction-
Part1. General requirements
Hà Nội - 2005
1
TCXDVN 342: 2005
LỜI GIỚI THIỆU
Tiêu chuẩn quốc tế ISO 834 do Ban kỹ thuật ISO /TC92 - An toàn cháy - Tiểu
ban SC2 - Tính chịu lửa sọan thảo.
I SO 834 bao gồm những phần sau, dưới tiêu đề chung là “Thử nghiệm chịu
lửa- Các bộ phận kết cấu của toà nhà”:
- Phần 1 : Yêu cầu chung
- Phần 3 : Chỉ dẫn về phương pháp thử và áp dụng các số liệu thử nghiệm
- Phần 3 : Các yêu cầu riêng đối với bộ phận ngăn cách đứng chịu tải
- Phần 5 : Các yêu cầu riêng đối với bộ phận ngăn cách nằm ngang chịu tải
- Phần 6 : Các yêu cầu riêng đối với dầm
- Phần 7 : Các yêu cầu riêng đối với cột
- Phần 8 : Các yêu cầu riêng đối với bộ phận ngăn cách đứng không chịu tải
- Phần 9 : Các yêu cầu riêng đối với bộ phận ngăn cách nằm ngang không
chịu tải
- Phần 10: Phương pháp xác định khả năng chống cháy của các bộ phận kết
cấu bằng kim loại
- Phần 11: Phương pháp đánh giá khả năng chống cháy của các bộ phận kết
cấu bằng kim loại
2
TCXDVN 342: 2005
Lời nói đầu
TCXDVN 342: 2005( ISO 834-1:1999) - Thử nghiệm chịu lửa - Các bộ phận
kết cấu của toà nhà - Phần 1: Yêu cầu chung, quy định các yêu cầu chung được
áp dụng khi thực hiện các phương pháp thử nghiệm chịu lửa các bộ phận kết
cấu của toà nhà trong điều kiện chuẩn.
TCXDVN 342: 2005( ISO 834-1:1999) - Thử nghiệm chịu lửa - Các bộ phận
kết cấu của toà nhà - Phần 1: Yêu cầu chung được Bộ Xây dựng ban hành kèm
theo Quyết định số 27/2005/QĐ-BXD ngày 8 tháng 8 năm 2005.
3
TCXDVN 342: 2005
TIÊU CHUẨN XÂY DỰNG VIỆT NAM
THỬ NGHIỆM CHỊU LỬA - CÁC BỘ PHẬN KẾT CẤU CỦA TOÀ NHÀ
- PHẦN 1: YÊU CẦU CHUNG
Fire - resistance tests - Elements of building construction -
Part 1. General requirements
1. Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này quy định phương pháp thử nghiệm nhằm xác định tính chịu lửa
các bộ phận kết cấu của toà nhà, trong điều kiện chịu lửa tiêu chuẩn. Các số liệu
thu được cho phép phân loại tính năng các cấu kiện dựa trên khoảng thời gian
mà các cấu kiện được thử nghiệm thoả mãn các tiêu chí quy định.
2. Tài liệu viện dẫn
ISO 13943: An toàn cháy - Từ vựng
IEC 60584-1:1995. Cặp nhiệt ngẫu - Phần 1: Các bảng tham khảo.
3. Định nghĩa
Các định nghĩa trong tiêu chuẩn ISO 13943 và các định nghĩa dưới đây áp dụng
cho tiêu chuẩn này:
3.1. Tính chất thực của vật liệu:
Tính chất của một vật liệu được xác định từ các mẫu đại diện được lấy ra từ các
mẫu thử chịu lửa theo các yêu cầu về tiêu chuẩn sản phẩm có liên quan.
3.2. Thử nghiệm kiểm chuẩn:
Quy trình đánh giá các điều kiện thử thông qua thực nghiệm.
3.3. Sự biến dạng:
4
TCXDVN 342: 2005
Bất kỳ thay đổi nào về kích thước hay hình dạng của một cấu kiện xây dựng do
tác động của kết cấu hoặc tác động nhiệt gây ra. Sự biến dạng bao gồm cả hiện
tượng võng, giãn nở hoặc co ngót của cấu kiện.
3.4. Bộ phận kết cấu xây dựng:
Thành phần của kết cấu xây dựng như tường, vách ngăn, sàn, mái, dầm hoặc
cột.
3.5. Tính cách ly:
Khả năng của một bộ phận ngăn cách trong toà nhà có một mặt tiếp xúc với
lửa, nhằm hạn chế sự tăng nhiệt độ của bề mặt không tiếp xúc với lửa dưới mức
cho phép.
3.6. Tính toàn vẹn:
Khả năng của một bộ phận ngăn cách trong toà nhà có một mặt tiếp xúc với
lửa, ngăn chặn ngọn lửa và khí nóng truyền qua hoặc ngăn chặn hiện tượng
bùng cháy ở mặt không tiếp xúc lửa.
3.7. Khả năng chịu tải:
Khả năng chịu tải thử nghiệm của mẫu thử cho cấu kiện chịu tải, trong điều
kiện thích hợp, mà không vượt quá các tiêu chuẩn quy định về cả mức độ và
tốc độ biến dạng.
3.8. Cấu kiện chịu tải:
Cấu kiện được dùng để đỡ ngoại tải trong toà nhà và tiếp tục chịu tải khi xảy ra
cháy.
3.9. Mặt phẳng áp lực trung hoà:
Độ cao mà tại đó áp lực bên trong và bên ngoài lò nung là bằng nhau.
3.10. Độ cao sàn danh nghĩa:
Độ cao sàn giả định tương ứng với vị trí của bộ phận toà nhà đang sử dụng.
3.11. Kiềm chế:
5
TCXDVN 342: 2005
Sự kiềm chế hiện tượng giãn nở hoặc xoay (gây ra bởi các tác động nhiệt
và/hoặc tác động cơ học) trong các điều kiện đã cho tại vị trí biên, mép cạnh
hoặc gối đỡ mẫu thử.
Ghi chú: Các ví dụ về các kiểu kiềm chế là kiềm chế theo phương dọc, kiềm chế
theo phương ngang và kiềm chế xoay.
3.12. Bộ phận ngăn cách:
Một bộ phận dùng để phân chia hai khu vực liền kề nhau trong một toà nhà khi
có cháy.
3.13. Kết cấu đỡ:
Phần kết cấu có thể được yêu cầu thử nghiệm cho một số bộ phận của toà nhà,
mà tại đó mẫu thử được lắp ráp, chẳng hạn phần tường có cửa được lắp vào.
3.14. Kết cấu thử nghiệm:
Tổ hợp hoàn chỉnh gồm mẫu thử và kết cấu đỡ.
3.15. Mẫu thử:
Một bộ phận (hoặc một phần) của kết cấu nhà được sử dụng để xác định tính
chịu lửa hoặc xác định vai trò của nó về tính chịu lửa cho một bộ phận khác của
toà nhà.
4. Ký hiệu
Ký hiệu Mô tả Đơn vị
A Diện tích nằm dưới đường cong nhiệt độ/thời
gian trung bình thực tế của lò nung
O
C-phút
A
S
Diện tích nằm dưới đường cong 'nhiệt độ/thời
gian' tiêu chuẩn
O
C-phút
C Độ co ngót dọc trục đo được khi bắt đầu bị làm mm
6
TCXDVN 342: 2005
nóng
C(t) Độ co ngót dọc trục tại một thời điểm t của quá
trình thử nghiệm
mm
dC
------
dt
Tốc độ co dọc trục được xác định như sau:
C(t2) - C(t1)
------------
(t2 – t1)
mm/phút
d Khoảng cách từ thớ biên của vùng chịu nén thiết
kế tới thớ biên của vùng chịu kéo thiết kế trên
mặt cắt kết cấu của mẫu thử bị uốn.
mm
D Độ võng đo được khi bắt đầu bị làm nóng mm
D(t) Độ võng tại thời điểm t của quá trình thử nghiệm mm
dD
----
dt
Tốc độ biến dạng võng được tính như sau:
D(t2) - D(t1)
--------------
(t2 - t1)
mm/phút
h Chiều cao ban đầu của mẫu thử chịu tải dọc trục mm
L Chiều dài nhịp thông thuỷ của mẫu thử mm
d
e
Độ lệch phần trăm (xem 6.1.2) %
t Thời gian tính từ khi bắt đầu bị làm nóng phút
T Nhiệt độ bên trong lò thử
o
C
5. Thiết bị thử
5.1. Yêu cầu chung
Các thiết bị được dùng để tiến hành thử nghiệm chủ yếu bao gồm những loại
sau:
(a) một lò nung được thiết kế đặc biệt để tạo cho mẫu thử các điều kiện thử
được quy định trong các điều khoản phù hợp;
(b)thiết bị điều khiển cho phép điều chỉnh nhiệt độ lò nung tuân theo quy định
ở điều 6.1;
(c) thiết bị điều khiển và kiểm soát áp lực khí nóng trong lò theo như quy định
ở điều 6.2;
7
TCXDVN 342: 2005
(d)một khung để đặt mẫu thử và có thể được lắp đặt cùng với lò nung để đảm
bảo các điều kiện về hơi nóng, áp lực và điều kiện đỡ phù hợp;
(e) thiết bị gia tải và kiềm chế mẫu thử, bao gồm việc điều khiển và việc kiểm
soát các tải trọng;
(f) thiết bị đo nhiệt độ trong lò nung và trên bề mặt không bị đốt nóng của mẫu
thử, và những vị trí bên trong phạm vi kết cấu mẫu thử khi cần;
(g)thiết bị đo độ biến dạng của mẫu thử tại vị trí đã được quy định trong các
điều khoản phù hợp;
(h)thiết bị để đánh giá tính toàn vẹn của mẫu thử, để xác định có phù hợp với
các tiêu chuẩn tính năng đã được mô tả ở điều 10 và để xác định thời gian
thử nghiệm đã trôi qua.
5.2. Lò nung
Lò nung thử nghiệm phải được thiết kế để sử dụng nhiên liệu dạng khí hoặc
lỏng và phải có khả năng:
(a) nung nóng một mặt của cấu kiện ngăn cách thẳng đứng hoặc nằm ngang;
(b)nung nóng cột ở tất cả các mặt;
(c) nung nóng bức tường ở nhiều mặt;
(d)nung nóng dầm ở ba hoặc bốn mặt, tuỳ yêu cầu.
Ghi chú: Lò nung được thiết kế sao cho các tổ hợp của hai cấu kiện trở lên có
thể được thử nghiệm đồng thời, với điều kiện mọi yêu cầu của mỗi cấu kiện
riêng biệt phải được tuân thủ.
Các lớp lót lò phải được làm từ những vật liệu có tỷ trọng nhỏ hơn 1000 kg/m
3
.
Các vật liệu lót này phải có độ dày tối thiểu là 50mm và chiếm ít nhất 70% diện
tích bề mặt tiếp xúc với lửa ở phía bên trong lò nung.
5.3. Thiết bị chất tải
Thiết bị chất tải phải có khả năng chất tải lên các mẫu thử theo mức tải trọng
như quy định ở điều 6.4. Có thể chất tải bằng thuỷ lực, bằng cơ học hoặc sử
dụng các quả nặng.
Thiết bị chất tải phải có khả năng mô phỏng các điều kiện tải trọng đều, tải
trọng tập trung, tải trọng đúng tâm hoặc tải trọng lệch tâm phù hợp với kết cấu
thử nghiệm. Thiết bị chất tải còn phải có khả năng duy trì tải trọng thử nghiệm
ở giá trị không đổi (trong khoảng ±5% giá trị yêu cầu) mà không làm thay đổi
sự phân bố tải trọng trong suốt thời gian chịu tải. Thiết bị này phải có khả năng
theo dõi độ biến dạng tối đa và tốc độ biến dạng của mẫu thử trong thời gian
thử nghiệm.
8
TCXDVN 342: 2005
Thiết bị chất tải không được phép ảnh hưởng lớn tới sự truyền nhiệt qua mẫu
thử hoặc cản trở việc sử dụng các lớp đệm phân cách của cặp nhiệt kế. Thiết bị
này không được ảnh hưởng tới phép đo nhiệt độ bề mặt và/hoặc độ biến dạng
và phải cho phép quan sát tổng thể mặt không tiếp xúc trực tiếp với lửa. Tổng
diện tích các điểm tiếp xúc giữa thiết bị chất tải và bề mặt mẫu thử không được
vượt quá 10% tổng diện tích bề mặt của mẫu thử nằm ngang.
Trường hợp cần thiết phải chuẩn bị cho việc duy trì đặt tải sau khi ngừng việc
cấp nhiệt.
5.4. Khung để cố định và đỡ
Các khung đỡ và các thiết bị chuyên dụng khác cần phải được sử dụng sao cho
có thể tái tạo được các điều kiện biên và điều kiện đỡ phù hợp với các mẫu thử
nghiệm theo như quy định trong mục 6.5.
5.5. Dụng cụ đo
5.5.1. Nhiệt độ
5.5.1.1. Cặp nhiệt ngẫu lò nung
Cặp nhiệt ngẫu lò nung phải là các nhiệt kế dạng lá, với một tổ hợp gồm một lá
thép xếp nếp, nhiệt kế được gắn vào lá thép này, và có chứa vật liệu cách nhiệt.
Thiết bị đo và ghi số liệu phải có khả năng hoạt động trong phạm vi giới hạn
được quy định ở mục 5.6.
Lá thép phải được chế tạo từ các lá hợp kim niken dài (150 ± 1)mm, rộng (100
± 1)mm, dày (0,7 ± 0,1)mm được xếp nếp theo như thiết kế trong hình 1.
Đầu đo phải làm bằng sợi hợp kim niken-nhôm/niken-crom (kiểu K), như được
định nghĩa trong IEC 60584-1, nằm trong lớp vỏ cách nhiệt chứa trong hợp kim
thép chịu nhiệt có đường kính danh nghĩa là 1mm và đầu nóng được cách điện
với lớp vỏ. Đầu nối nóng của cặp nhiệt ngẫu phải được cố định tại tâm hình
học của lá thép, vị trí được minh hoạ ở hình 1, bằng một mảnh thép nhỏ làm từ
vật liệu chế tạo ra lá thép nhiệt ngẫu. Mảnh thép này có thể được hàn vào lá
thép nhiệt ngẫu hoặc có thể được bắt vít để dễ thay cặp nhiệt kế. Mảnh thép có
kích thước xấp xỉ 18mm×6mm nếu được hàn điểm vào lá thép nhiệt ngẫu và
kích thước danh nghĩa là 25mm×6mm nếu được bắt vít vào lá thép nhiệt ngẫu.
Vít này phải có đường kính 2 mm.
Tổ hợp lá thép nhiệt ngẫu và nhiệt kế phải được lắp vào một lớp đệm cách điện
vô cơ có kích thước danh nghĩa là (97±1)mmx(97±1)mm với (10±1)mm chiều
dày và tỷ trọng (280±30) kg/m
3
.
9
TCXDVN 342: 2005
Trước khi nhiệt kế dạng lá điện cực được sử dụng lần đầu, nhiệt kế hoàn chỉnh
phải được nung bằng cách đặt trong lò nung sơ bộ ở 1000
o
C trong vòng 1 giờ.
Ghi chú: Có thể dùng cách khác thay cho việc sử dụng lò thông thường bằng
cách đặt mặt tiếp xúc của nhiệt kế hướng vào lò nung chịu lửa trong thời gian
90 phút theo đường cong thời gian - nhiệt độ tiêu chuẩn.
Khi nhiệt kế dạng lá được sử dụng hơn một lần, cần có sổ để ghi chép tóm tắt
cho mỗi lần sử dụng để kiểm tra quá trình thực hiện và thời gian sử dụng. Nhiệt
kế và lớp đệm cách điện phải được thay sau 50 giờ sử dụng trong lò nung.
5.5.1.2. Cặp nhiệt ngẫu tại mặt không tiếp xúc với lửa
Nhiệt độ bề mặt không tiếp xúc với lửa của mẫu thử phải được đo bằng nhiệt kế
dạng đĩa, như thể hiện trong hình 2. Để có tiếp xúc nhiệt tốt, các dây hợp kim
của nhiệt kế, đường kính 0,5mm, phải được hàn vào một đĩa bằng đồng dày
0,2mm, đường kính 12mm. Mỗi nhiệt kế phải được bọc bằng tấm cách ly vô cơ
có kích thước 30mm×30mm×2,0mm ± 0,5mm (chiều dày), ngoại trừ có các quy
định riêng cho các cấu kiện đặc biệt. Tấm cách ly phải có tỷ trọng là
900kg/m
3
±100kg/m
3
. Thiết bị đo và ghi số liệu phải có khả năng hoạt động
trong các giới hạn được quy định ở mục 5.6.
Tấm cách ly phải được gắn vào bề mặt mẫu thử mà không dính kết đĩa đồng
với bề mặt mẫu thử hoặc đĩa đồng với miếng đệm cách ly.
10
TCXDVN 342: 2005
1- cặp nhiệt kế có vỏ bọc với đầu nóng được cách ly
2- mảnh thép được hàn điểm hoặc bắt vít
3- đầu nóng của cặp nhiệt ngẫu
4- vật liệu cách ly
5- mảnh hợp kim niken dày 0,7 ±0,1
6- mặt A
HÌNH 1. MINH HOẠ NHIỆT KẾ KIỂU LÁ
5.5.1.3. Cặp nhiệt ngẫu dịch chuyển được
Để đo nhiệt độ của bề mặt không tiếp xúc với lửa trong thời gian thử nghiệm
tại các vị trí được xem là có nhiệt độ cao hơn, cần phải có sẵn một hoặc nhiều
cặp nhiệt ngẫu dịch chuyển được có thiết kế như hình 3 hoặc thiết bị đo nhiệt
thay thế có thể đưa ra được độ chính xác và có khoảng thời gian cần thiết bằng
hoặc nhỏ hơn thiết kế được minh hoạ trong hình 3. Đầu đo của cặp nhiệt ngẫu
gồm các dây hợp kim cặp nhiệt ngẫu có đường kính 1,0mm được hàn vào một
đĩa đồng dày 0,5mm, đường kính 12mm. Tổ hợp cặp nhiệt ngẫu này phải có tay
nắm để có thể đo bất cứ điểm nào trên bề mặt không tiếp xúc với lửa của mẫu
thử.
11
TCXDVN 342: 2005
1- Dây của cặp nhiệt ngẫu, đường kính 0,5 mm
2- Đĩa đồng, dày 0,2 mm
a- Đầu đo của đĩa bằng đồng
1- Các phần cắt cho phép đệm cách nhiệt đặt được trên đĩa đồng
2- Vị trí cắt khác
b-Đĩa đồng và đệm cách ly
HÌNH 2- CẶP NHIỆT NGẪU VÀ ĐỆM CÁCH LY CỦA BỀ MẶT KHÔNG TIẾP XÚC
VỚI LỬA
1- ống đỡ bằng thép chịu nhiệt, đường kính 13 mm
12
TCXDVN 342: 2005
2- ống cách nhiệt bằng gốm hai lỗ, đường kính 8 mm
3- Dây hợp kim cặp nhiệt ngẫu, đường kính 1,0 mm
4- Đĩa đồng, đường kính 12 mm, dày 0,5 mm
HÌNH 3: TỔ HỢP CẶP NHIỆT NGẪU LƯU ĐỘNG
5.5.1.4. Cặp nhiệt ngẫu đo bên trong
Khi cần biết nhiệt độ bên trong của mẫu thử hoặc của một thành phần đặc thù
nào đó, cần sử dụng cặp nhiệt ngẫu có các đặc tính phù hợp với vùng nhiệt độ
được đo và với dạng vật liệu của mẫu thử.
5.5.1.5. Cặp nhiệt ngẫu đo nhiệt độ xung quanh
Cặp nhiệt ngẫu được sử dụng để xác định nhiệt độ xung quanh mẫu thử trong
phạm vi phòng thí nghiệm tại thời điểm trước và trong suốt quá trình thử
nghiệm. Cặp nhiệt ngẫu cần có đường kính danh nghĩa là 3mm, cách nhiệt bằng
khoáng chất, lớp vỏ được bọc bằng thép không gỉ kiểu K như quy định trong
IEC 60584 - 1. Đầu đo phải được bảo vệ để tránh nhiệt bức xạ và các lực hút.
5.5.2. Áp lực
Áp lực trong lò phải được đo bằng một trong các kiểu của bộ phận cảm biến
trong hình 4. Thiết bị đo và ghi số liệu phải có khả năng hoạt động trong phạm
vi giới hạn cho phép quy định ở mục 5.6.
1. Đi tới máy biến áp lực
2. Lỗ hở
3. ống thép không gỉ (đường kính trong 5mm đến 10 mm)
13